Fenômenos relacionados com absorção de água
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Relações Hídricas na estrutura vegetal
Fenômenos relacionados com a água:
•Transpiração
•Absorção e transporte de água
•Transporte de açúcares
•Nutrição mineral
•Pigmentos
•Crescimento e desenvolvimento
•Germinação
Propriedades da água
• Alto calor específico
• Alto calor de vaporização
• Adesão e coesão
• Elevada tensão superficial
• Poder de solvente
• Água – constante movimentação (exceto no gelo)• Movimento – diferenças de energia potencial (água –
potencial hídrico)• Potencial hídrico maior Potencial hídrico menor• Potencial hídrico – afetado pelo soluto
POTENCIAL HÍDRICO
É a energia com a qual a água se deslocará (movimento) ou participará de reações.
• O valor do potencial hídrico da água no estado padrão recebeu por convenção o valor ZERO
= 0 (estado padrão da água).
• O estado padrão da água é, por convenção, ÁGUA PURA E LIVRE CONTIDA EM RESERVATÓRIO, À PRESSÃO E TEMPERATURA AMBIENTE.
• Unidades de : Atmosferas, bars e Pascal
SOLUTO• Representa o efeito de solutos dissolvidos sobre o potencial
hídrico. Os solutos reduzem a energia livre da água por diluição desta.
s = (valores negativos)PRESSÃO• A pressão positiva dentro da célula é aquela que se refere à
pressão de turgidez.• Pressões positivas aumentam o potencial hídrico, pressões
negativas reduzem o potencial hídrico da célula p = (podem ser negativos e positivos)GRAVIDADE• A gravidade faz com que a água mova-se para baixo, a
não ser que uma força igual e oposta se oponha à força da gravidade. Mas no transporte celular é desprezível.
• g = 0
Mátrico• A ligação das moléculas de água ligadas superfícies sólidas.
Principalmente em condições em que a água se encontra como uma cama delgada, se ligando através de ligações eletrostáticas.
m = (valores negativos)
PRINCIPAIS FUNÇÕES DA ÁGUA NAS PLANTAS
• Na Estrutura:É a substância mais abundante em plantas em crescimento ativo,
podendo constituir cerca de 90% do peso fresco.• No crescimento:Elongamento celular depende da absorção de água
• No transporte:Veículo de transporte em plantas, meio onde os gametas móveis
efetuam a fertilização• No metabolismo:Capacidade de dissolver substâncias (ex: nutrientes no solo)Meio onde se processam várias reações bioquímicasFornece os íons H+ OH-
CLASSIFICAÇÃO QUANTO À EXIGÊNCIA DE ÁGUA• Hidrófitas:Vivem parcial ou totalmente submersas. Perda de água não é
importante; por isso não tem cutícula na parte inferior das folhas.
• Higrófilas - Vivem em ambientes úmidos, com o ar quase saturado de umidade (musgos e samambaias). Estão sempre em ambientes de sombra e não tem grande superfície foliar. Apresentam cutícula fina e tem pouco controle da transpiração.
CLASSIFICAÇÃO QUANTO À EXIGÊNCIA DE ÁGUA• Mesófitas - São a maioria das plantas cultivadas.
Crescem em solos drenados sob ar normalmente seco. Regulam perda de água através dos estômatos, principalmente, com cutícula geralmente impermeável e sistema de vasos (xilema) bem desenvolvido, além de sistema radicular extenso.
• Xerófitas - Ocorrem geralmente em desertos ou em regiões de baixa preciptação pluviométrica. Apresentam algumas adaptações: folhas pequenas, muitas vezes suculentas; presença de pelos e espinhos; armazenam água em caules e folhas; cutícula cerosa, e quase sempre apresentam o metabolismo CAM (Metabolismo Ácido das Crassuláceas).
Transportes• Difusão• Osmose• Plasmólise• Embebição
Difusão Movimento livre de partículas contidas em uma solução, distribuindo-se uniformemente nela.
OsmosePassagem de água seguindo um gradiente de concentração através deuma membrana semipermeável
Soluções isotônicas – mesmo potencial hídricoSolução hipotônica – potencial hídrico mais altoSolução hipertônica – potencial hídrico mais baixo
FENÔMENOS RELACIONADOS COM ABSORÇÃO E TRANSPORTE DE ÁGUA
OSMOSE Caso especial de difusão
Dois ou mais volumes isolados entre si por uma membrana que restringe o movimento das partículas de soluto mais do que das moléculas do solventes.
Aumento de pressão – permite o aumento da coluna de água.
DIFERENÇAS ESTRUTURAIS ENTRE A MEMBRANA E A PAREDE CELULAR
Membrana – maior velocidade para transporte do solvente que do solutoParede celular – altamente permeável aos dois e fornece rigidez o acúmulo de pressãoA seletividade da membrana leva a formação de um gradiente... O que seria um gradiente?
Seção 1 - Salisbury
Pressão de turgor – importante no suporte de partes não-lenhosas da plantaSolo ( = -5.6) Planta Ar ( = -700)
do ar = -700
Plasmólise
Fenômeno de descolamento de membranas.
• Parede celular impermeável ao soluto – célula perde água; o soluto não ocupa o apoplasto, membrana puxa a parede
• A plasmólise é difícil de acontecer, pois a planta normalmente tem um mais negativo (por isso ela ganha água)
Embebição
• Ocorre nas sementes – processo essencial para a germinação• Semente madura – 5 a 20% de água • Absorção de água – aumento de tamanho – aumento de pressão
interna• Regulação da entrada de água - tegumento
Produtividade a partir da disponibilidade de água
Movimento da água na planta
Água move-se através do solopor fluxo de massa
É dependente da condutividadehidráulica: medida da facilidade com que a água move-se pelo solo.
Em solos muito secos, o potencial hídricopode cair abaixo do ponto de murcha permanente
A ÁGUA SE MOVE NA RAIZ POR ROTAS APOPLÁSTICAE SIMPLÁSTICA
Apoplástica- Sistema contínuo de paredescelulares, a água move-se pelas paredescelulares e espaço extracelular
Simplástica- Rede citoplasmática celularesInterconectados por plasmodesmas, nessa rotaUtiliza-se o plasmodesmo.
Uma vez que as rotas simplásticas e apoplásticasnão atravessam membrana a força propulsoraÉ gradiente na pressão hidrostática
Rota transmembrana- A água pelo menos duasMembranas para cada célula (membrana celularna entrada e na saída)
Estria de Caspary- Paredes celulares radias na Endoderme impregnada com substância cerosa e hidrofóbicaconhecida com suberina.
TRANSPIRAÇÃO VEGETAL
• É a eliminação de água na forma de vapor através das folhas, principal superfície de contato do vegetal com o ambiente.
• Ocorre pelos Estômatos (cerca de 99%) e pela cutícula de cutina da epiderme(1%).
ESTÔMATOS
• São anexos epidérmicos das folhas constituídos por duas células-guardas ou estomáticas repletas de cloroplastos, que delimitam entre elas uma fenda chamada ostíolo. Ao lado aparecem duas ou mais células conhecidas por anexas ou subsidiárias.O ostíolo abre-se, no interior da folha, numa grande cavidade denominada câmara subestomática.
ESTÔMATO - estrutura
ESTÔMATOS
• FUNÇÕES : transpiração e trocas gasosas durante a respiração (entra O2, sai CO2) e fotossíntese (entra CO2, sai O2).
A diferença de potencial osmótico () da célula estomática e da célula anexa comanda a abertura e o fechamento do
ostíolo
estomática H2O anexa perde água - flacidez (-negativo) (+negativo)
estomática H2O anexa ganha água - turgidez (+negativo) (-negativo)
Células estomáticas flácidas: Poro FechadoCélulas estomáticas túrgidas: Poro Aberto
XILEMA(LENHO) : tecido morto de condução e sustentação
XILEMA(LENHO) : CONDUÇÃO DE SEIVA BRUTA OU INORGÂNICA
• SEIVA BRUTA : água+sais• SENTIDO : raiz folhas• TEORIA de DIXON ou
COESÃO TENSÃO TRANSPIRAÇÃO :folhas exercerem uma força de sucção que garante a ascensão de uma coluna de água no interior do xilema desde as raízes, conforme ocorre a transpiração.
TEORIA de DIXON ou COESÃO TENSÃO TRANSPIRAÇÃO
Coesão e adesão das moléculas de água
• A transpiração é fundamental, mas deve ocorrer de modo a permitir a sobrevivência da planta, pois o excesso de perda d'água na forma de vapor pode matá-la.O fechamento dos estômatos atua nesse sentido.
Taxa de transpiração
FUNÇÕES DA ÁGUA NAS PLANTAS
Quatro funções:Constituintes dos tecidos Solvente de quase todo o material transportado Reagente de atividades metabólicas Manutenção da turgescência
Constituinte do corpo da planta: 80 a 90% di peso fresco da maioria das partes das plantas herbáceas e acima de 50% do peso de material fresco dasArbóreas.
Solvente: Permite que gases, minerais e outros solutos entrem nas células das plantas e se movam de célula a célula e de um órgão para outro.
Reagente: Reagente ou substrato em muitos processos importantes, incluindo fotossíntese e processo hidrolíticos, como a hidrólise mediada por amilase, de amido a açúcar, nas sementes em germinação.
FUNÇÕES DA ÁGUA NAS PLANTAS
Turgescência: A turgescência é essencial para o alongamento e crescimento celular, assim como para manter a forma das plantas Herbáceas. Importante também para abertura dos estômatos e nos movimentos de folhas, pétalas de flores.
Reagente: Reagente ou substrato em muitos processos importantes, incluindo fotossíntese e processo hidrolíticos, como a hidrólise mediada por amilase, de amido a açúcar, nas sementes em germinação.
O movimento dos estômatos e os fatores ambientais
Luz
CO2
Temperatura
Stress hídrico
Umidade
Vento
GUTAÇÃO ou SUDAÇÃO: perda de água na forma líquida pelos hidatódios das folhas
(Em dias frios e úmidos com solo encharcado de água as raízes podem empurrar água não podendo ser evaporada pela baixa temperatura e saturação de umidade do ambiente, saindo pelos bordos da folha através de pequenas aberturas que são os hidatódios).
Hidatódeos
Gutação